CN114919255B - 一种挠性覆铜板及印刷线路板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种挠性覆铜板及印刷线路板，挠性覆铜板包括绝缘层和至少一铜箔层；所述铜箔层设于所述绝缘层的一面上；所述铜箔层靠近所述绝缘层的一面的铜牙的高度为3‑15μm；所述铜箔层靠近所述绝缘层的一面的铜牙的均匀性因子为0‑5.2。通过限定铜箔层表面的凸起铜牙的高度和均匀性因子，控制铜箔表面的铜牙高度和均匀性在设定范围内，能够使得制备得到的铜箔层表面上的铜牙分布趋于均匀化，促使铜箔层与绝缘层抓牢钉紧，提高了绝缘层的粘结力，从而显著提高了挠性覆铜板的剥离强度，进而有利于提高挠性覆铜板的耐热性、抗起泡、抗拉强度以及尺寸稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及铜箔技术领域，尤其是涉及一种挠性覆铜板及印刷线路板。
背景技术
随着5G通信技术的发展，覆铜板行业对用于5G高频高速类产品的研发投入力度在逐渐加强，并要求覆铜板应具备超高密度、超高速率、超低时延、超广连接和超高可靠性和安全性和挠性等特点。由此适应上述诸特点的挠性覆铜板诞生，其性能的改进和完善对于电子产品的高频高速化发展具有重要意义。
挠性覆铜板主要采用压合法在高温下将铜箔压合在聚酰亚胺膜的单面或者双面，然而由于聚酰亚胺膜与铜箔之间的界面附着力不足，导致形成界面剥离，影响了后续挠性覆铜板的使用。因此，为了避免挠性覆铜板的铜箔与聚酰亚胺出现剥离，还需对铜箔表面进行处理才能提高挠性覆铜板的剥离强度。
现有技术主要通过对生产的铜箔进行表面粗化处理，粗化粒子的量越多，该铜箔的表面粗糙度就越高，使机械固定的效果增大，剥离强度略有提高；但现阶段的表面粗化处理技术能够提高的剥离强度极其有限，存在技术瓶颈，提高挠性覆铜板的剥离强度仍是迫切需求。
发明内容
本发明提供一种挠性覆铜板、电子装置及挠性覆铜板的制作方法，以解决现有的表面粗化处理技术难以显著提高挠性覆铜板剥离强度的技术问题，通过对铜箔表面的凸起铜牙的高度以及均匀性进行了限定，控制铜箔表面铜牙高度和均匀性在一定的范围内，能够显著提高挠性覆铜板的剥离强度。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种挠性覆铜板，包括绝缘层和至少一铜箔层；
所述铜箔层设于所述绝缘层的一面上；
所述铜箔层靠近所述绝缘层的一面的铜牙的高度为3-15μm；
所述铜箔层靠近所述绝缘层的一面的铜牙的均匀性因子为0-5.2。
作为上述方案的改进，所述铜箔层靠近所述绝缘层的一面的铜牙的高度为 9-15μm，所述铜箔层靠近所述绝缘层的一面的铜牙的均匀性因子为2.0-5.2。
作为上述方案的改进，所述铜箔层背向所述绝缘层的一面为光滑表面。
作为上述方案的改进，所述挠性覆铜板具有二所述铜箔层时，其中一所述铜箔层设于所述绝缘层的上表面，其中另一所述铜箔层设于所述绝缘层的下表面。
作为上述方案的改进，二所述铜箔层的铜牙的高度平均值、均匀性因子相同或不相同。
作为上述方案的改进，所述绝缘层由热固性聚酰亚胺、热塑性聚酰亚胺、改性环氧树脂类、改性丙烯酸类、改性橡胶类、改性热塑性聚酰亚胺类、改性聚氨酯类树脂中的至少一种制成。
作为上述方案的改进，所述铜箔层面向所述绝缘层的一面与所述绝缘层之间设置胶膜层，所述胶膜层由热塑性聚酰亚胺类、改性环氧树脂类、改性丙烯酸类、改性聚氨酯类、改性酚醛树脂类树脂中的至少一种制成。
本发明另一实施例提供了一种印刷线路板，包括上述的挠性覆铜板。
相比于现有技术，本发明实施例提供的一种挠性覆铜板，具有如下有益效果：
(1)通过对铜箔表面的凸起铜牙的高度进行限定，控制铜箔表面凸起铜牙高度在一定的范围内，能使凸起铜牙尽可能地向峰谷方向生长，增大粗化处理面的比表面积，从而提高挠性覆铜板的抗剥强度。
(2)通过对铜箔表面的凸起铜牙的均匀性因子进行限定，通过均匀性因子的限定驱使凸起铜牙的分布均匀度，能够进一步提高整个挠性覆铜板的抗剥强度，进而有利于提高耐热性、抗起泡、抗拉强度以及尺寸稳定性的整体性能的提高。
(3)通过同时限定铜箔层表面的凸起铜牙的高度和均匀性，控制铜箔表面的铜牙高度和均匀性在设定范围内，能够使得制备得到的铜箔层表面上的铜牙分布趋于均匀化，促使铜箔层与绝缘层抓牢钉紧，提高了绝缘层的粘结力，从而显著提高了挠性覆铜板的剥离强度，进而有利于提高挠性覆铜板的耐热性、抗起泡、抗拉强度以及尺寸稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例中的铜箔层的结构示意图；
图2是本发明实施例中的铜箔层的电镜图；
图3是本发明实施例中含有中间粘结层的挠性覆铜板结构的结构示意图；
图4是本发明实施例中不含有中间粘结层的挠性覆铜板结构的结构示意图；
其中，1、铜箔层；11、粗化粒子；101、第一铜箔层、102、第二铜箔层； 201、第一中间粘结层；202、第二中间粘结层；3、绝缘层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在说明书和权利要求书的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。
此外，在说明书和权利要求书中的术语第一、第二等仅用于区别相同技术特征的描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，也不一定描述次序或时间顺序。在合适的情况下术语是可以互换的。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
实施例一
本发明实施例提供了一种挠性覆铜板，包括绝缘层3和至少一铜箔层1；
铜箔层1设于绝缘层3的一面上；铜箔层1靠近绝缘层3的一面的铜牙的高度为3-15μm；铜箔层1靠近绝缘层3的一面的铜牙的均匀性因子为0-5.2。
需要说明的是，为了增强铜箔层1与绝缘层3之间的结合力，本发明对铜箔层1的一面进行粗化处理，粗化处理面由化学镀方式、PVD、CVD、蒸发镀、溅射镀、电镀或者其复合工艺形成，铜牙也称粗化粒子，为铜箔层1接受粗化处理的相应表面上形成的凸起，像牙齿一样咬入绝缘层或胶膜层，粗化越多，咬合效果越好。利用层压法能够将铜箔层1和绝缘层3进行层压，能够得到两层单面型挠性覆铜板/两层双面型挠性覆铜板，或，通过层压法将铜箔层1、胶膜层、绝缘层3进行层叠压合，得到三层单面型挠性覆铜板/三层双面型挠性覆铜板。
本发明的发明人基于实验，测试在不同凸起铜牙高度H、均匀性因子V下测试铜箔层与绝缘层之间的剥离强度，测试得到以下(部分)结果，见表1：
表1铜牙高度H、均匀性因子V对剥离强度的影响
基于测试结果，说明通过对粗化处理面的凸起铜牙的高度H和均匀性因子V 参数进行限定，以此制备得到的挠性覆铜板能达到18N/cm及以上的剥离强度，最高达到了21N/cm，这种技术手段大幅度地提高了挠性覆铜板的剥离强度，远远超过了现有技术水平，可制备出高剥离强度的挠性覆金属板。因此设定凸起铜牙高度H为3μm≤H≤15μm，均匀性因子V为0≤V≤5.2。此外，为了使制备得到的挠性覆铜板的剥离强度稳定在19N/cm以上，设定凸起铜牙高度H为9μm ≤H≤15μm，均匀性因子V为2.0≤V≤5.2。
为了在制备铜箔时测量得到这些参数，至少有如下测量方法进行选择：
如图2示出为本发明实施例中的经粗化处理后的铜箔的电镜图，基于扫描电镜对表面的形貌的拍照结合测量、统计、分析软件的统计而得。一般包括制样：在整张铜箔产品上任意切割一定尺寸的样品，按照扫描电镜的检测需求进行制样，并在扫描电镜下，选择合适的倍数(一般2000-10000倍)观察铜箔样品的切面及表面形貌，拍摄形貌图。重复上一步骤多次，获得多个形貌图，借助统计、分析软件进行统计和分析。
采用触针法，利用针尖曲率半径为2微米左右的金刚石触针沿被测表面缓慢滑行，金刚石触针的上下位移量由电学式长度传感器转换为电信号，经放大、滤波、计算后由显示仪表指示出表面粗糙度数值，也可用记录器记录被测截面轮廓曲线。一般将仅能显示表面粗糙度数值的测量工具称为表面粗糙度测量仪，同时能记录表面轮廓曲线的称为表面粗糙度轮廓仪这两种测量工具都有电子计算电路或电子计算机，能自动计算出轮廓算数平均偏差Ra，轮廓十点平均粗度Rz，轮廓最大高度Ry和其他多种评定参数，测量效率高。
干涉法，利用光波干涉原理(见平晶、激光测长技术)将被测表面的形状误差以干涉条纹图形显示出来，并利用放大倍数高(可达500倍)的显微镜将这些干涉条纹的微观部分放大后进行测量，以得出被测表面粗糙度。应用此法的表面粗糙度测量工具称为干涉显微镜。
另外，铜箔的铜牙均匀性因子V的评价方案为：
1)通过获取待检测铜在预设倍数下的SEM图片，得到铜的铜牙分布图，然后选取SEM图片中若干个平均直径最大的铜牙，标记为异常铜牙，并计算所有异常铜牙的平均直径的平均值，记为异常铜牙的直径；
2)通过求取多个异常铜牙的平均直径的平均值，提高测量的精确性；
3)根据SEM图片的放大比例K及异常铜牙的直径求取在SEM图片中异常铜牙的实际最大直径值，然后将SEM图片中剔除异常铜牙后剩下的铜牙标记为正常铜牙；
4)获取正常铜牙的平均直径值R，根据SEM图片的放大比例K及正常铜牙的平均直径值R，求取在SEM图片中正常铜牙的实际平均直径值，标记为铜牙的实际平均直径值Davg，求取铜牙的实际最大直径值Dmax和铜牙的实际平均直径值Davg的比值，记为均匀性因子V；
5)判断均匀性因子V是否大于预设值，如果均匀性因子V大于预设值时，表示待检测铜的铜牙越不均匀，将待检测铜标记为铜牙不均匀的铜；
6)当均匀性因子V大于0且小于或等于预设值时，将待检测铜标记为铜牙均匀的铜，越接近预设值表示待检测铜的铜牙越均匀。
其中，在SEM图片中，比例尺的实际长度为L实，比例标尺代表的尺寸L代， K＝L实/L代，铜牙的实际最大直径值的计算模型为：L实/L代＝dmax/Dmax，dmax为异常铜牙的直径，Dmax为实际的最大直径值。
7)获取正常铜牙的平均直径值R，根据SEM图片的放大比例K及正常铜牙的平均直径值R，求取在SEM图片中正常铜牙的实际平均直径值，标记为铜牙的实际平均直径值Davg的步骤包括：
8)在SEM图片中，画若干条直线段，标记为线段组，直线段的长度记为 Li，则直线段组的有效长度的计算模型为：
其中，Lij表示第i条直线段穿过的第j个异常铜牙时的截距值，m表示直线段的数量，i＝1、2、3…m；n表示异常铜牙的数量，j＝1、2、3…n；当直线段组未穿过异常铜牙时，
9)根据直线段组的有效长度L，计算正常铜牙的平均直径值，计算模型为： Daver＝1.13S。其中，L实/L代＝L/S*(N-m)；
10)S为直线段穿过的正常铜牙时的截距的平均值，N为直线段上截点总数，但不包含直线段在异常铜牙上截点。如此，在测量直线段的有效长度时，剔除了直线段经过异常铜牙的部分长度，如此能够避免异常铜牙对测量结果造成影响，提高测量的精确性，均匀性因子的计算模型为：V＝Dmax/Davg。
作为优选的实施方式，为便于电流的流动，减少阻值，铜箔层1背向绝缘层 3的一表面为光滑表面。另外，绝缘层3选择绝缘电阻≥109、介电常数≤4.0、尺寸稳定性在0.08％以内的绝缘类材料制得，比如热固性聚酰亚胺、热塑性聚酰亚胺、改性环氧树脂类、改性丙烯酸类、改性橡胶类、改性热塑性聚酰亚胺类、改性聚氨酯类树脂中的至少一种制成。
可以理解的是，绝缘层3的上下表面各设置一铜箔层1时，二铜箔层1的粗化处理面的若干粗糙度参数相同或不同，具体根据产品要求进行制备。
铜箔层1的粗化处理面与绝缘层3之间设置胶膜层。胶膜层由热塑性聚酰亚胺类、改性环氧树脂类、改性丙烯酸类、改性聚氨酯类、改性酚醛树脂类树脂中的至少一种制成。
综上，本发明通过对铜箔表面的凸起铜牙的高度H以及均匀性因子V进行了限定，控制铜箔表面的铜牙高度和均匀性在设定范围内，能够使得制备得到的铜箔层表面上的铜牙分布趋于均匀化，促使铜箔层与绝缘层抓牢钉紧，提高了绝缘层的粘结力，从而显著提高了挠性覆铜板的剥离强度，进而有利于提高挠性覆铜板的耐热性、抗起泡、抗拉强度以及尺寸稳定性。
实施例二
基于上述的实施例一，具体实施挠性覆铜板结构如下：
参见图3，含有中间粘结层的挠性覆铜板结构，包括自上而下层叠设置的第一铜箔层101、第一中间粘结层201、绝缘层3、第二中间粘结层202、第二铜箔层102。其中，绝缘层3可采用热固性聚酰亚胺、热塑性聚酰亚胺、改性环氧树脂类、改性丙烯酸类、改性橡胶类、改性热塑性聚酰亚胺类、改性聚氨酯类树脂中的至少一种制成。第一铜箔层101下表面与第一中间粘结层201粘结在一起，第二铜箔层102上表面与第二中间粘结层202粘结在一起。第一中间粘结层201/ 第二中间粘结层202采用由聚酰亚胺、热塑性聚酰亚胺(TPI)、改性环氧树脂、改性丙烯酸树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚乙烯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚苯烯、聚氯乙烯、聚砜、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚苯醚、聚四氟乙烯、液晶聚合物、聚乙二酰脲中的一种或多种材料制成；第一铜箔层101 的上表面与第二铜箔层102下表面为光滑结构，便于电流的流动，减少阻值；第一铜箔层101的下表面和第二铜箔层102的上表面为粗糙面，便于与热固性聚酰亚胺/热塑性聚酰亚胺/其他树脂膜的铆合粘结。
参见图4，不含有中间粘结层的挠性覆铜板结构，包括自上而下层叠设置的第一铜箔层101、绝缘层3(可采用热固性聚酰亚胺/热塑性聚酰亚胺/其他树脂膜)、第二铜箔层102。第一铜箔层101下表面与热塑性聚酰亚胺粘结在一起，第二铜箔层102上表面与热塑性聚酰亚胺粘结在一起；第一铜箔层101的上表面与第二铜箔层102下表面为光滑结构，便于电流的流动，减少阻值；第一铜箔层101的下表面和第二铜箔层102的上表面为粗糙面，便于与热固性聚酰亚胺/热塑性聚酰亚胺/其他树脂膜的铆合粘结。
其中，无论是含有中间粘结层的挠性覆铜板结构还是不含有中间粘结层的挠性覆铜板结构，第一铜箔层101的下表面和第二铜箔层102的上表面均匀性因子 V和铜牙高度H为相同也可以为不同，但均能满足：
铜牙的高度3μm≤H≤15μm&铜牙的均匀性因子0≤V≤5.2
在本实施例中，通过试验测试和验证，制备得到的挠性覆铜板的第一铜箔层与热固性聚酰亚胺、热塑性聚酰亚胺等等绝缘基膜层之间的剥离强度均能稳定在 18N/cm以上，可见通过制备符合铜牙高度H、均匀性因子V要求的粗化处理面，控制铜箔表面的铜牙高度和均匀性在设定范围内，能够使得制备得到的铜箔层表面上的铜牙分布趋于均匀化，促使铜箔层与绝缘层抓牢钉紧，提高了绝缘层的粘结力。由此，上下面的铜箔层1与热塑性聚酰亚胺的剥离强度均提高(可达到21 N/cm)，进而有利于整个挠性覆铜板的耐热性、抗起泡、抗拉强度以及尺寸稳定性的整体性能的提高。
实施例三
本实施例提供一种印刷线路板，包括上述的挠性覆铜板。印刷线路板的实例可包含电子电路装置及电子组件。电子电路装置的实例可包含半导体板、印刷电路板，及布线板。电子装置的实例可包含显示装置，诸如LCD及OLED等等。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种挠性覆铜板，其特征在于，包括绝缘层和至少一铜箔层；
所述铜箔层设于所述绝缘层的一面上；
所述铜箔层靠近所述绝缘层的一面的铜牙的高度为3-15μm；
所述铜箔层靠近所述绝缘层的一面的铜牙的均匀性因子为2.0-5.2；
其中，将异常铜牙的实际最大直径值与正常铜牙的实际平均直径值的比值作为所述均匀性因子；将所述铜箔层中若干个平均直径最大的铜牙标记为所述异常铜牙，将剔除所述异常铜牙后所述铜箔层中剩下的铜牙标记为所述正常铜牙。
2.如权利要求1所述的挠性覆铜板，其特征在于，所述铜箔层靠近所述绝缘层的一面的铜牙的高度为9-15μm。
3.如权利要求1所述的挠性覆铜板，其特征在于，所述铜箔层背向所述绝缘层的一面为光滑表面。
4.如权利要求1或3所述的挠性覆铜板，其特征在于，所述挠性覆铜板具有二所述铜箔层时，其中一所述铜箔层设于所述绝缘层的上表面，其中另一所述铜箔层设于所述绝缘层的下表面。
5.如权利要求4所述的挠性覆铜板，其特征在于，二所述铜箔层的铜牙的高度平均值、均匀性因子相同或不相同。
6.如权利要求1所述的挠性覆铜板，其特征在于，所述绝缘层由热固性聚酰亚胺、热塑性聚酰亚胺、改性环氧树脂类、改性丙烯酸类、改性橡胶类、改性热塑性聚酰亚胺类、改性聚氨酯类树脂中的至少一种制成。
7.如权利要求1所述的挠性覆铜板，其特征在于，所述铜箔层靠近所述绝缘层的一面与所述绝缘层之间设置胶膜层，所述胶膜层由热塑性聚酰亚胺类、改性环氧树脂类、改性丙烯酸类、改性聚氨酯类、改性酚醛树脂类树脂中的至少一种制成。
8.一种印刷线路板，其特征在于，包括如权利要求1～7任一项所述的挠性覆铜板。
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